Ученые обнаружили нейроны, сигнализирующие, когда пора прекращать есть

Фото из открытых источников

Ученые из Колумбийского университета обнаружили в мозге мышей специализированные нейроны, которые приказывают животным прекратить есть. Результаты нового исследования опубликованы в журнале Cell.

Хотя известно, что многие пищевые контуры в мозге играют роль в контроле потребления пищи, нейроны в этих контурах не принимают окончательного решения о прекращении приема пищи.

Нейроны, идентифицированные учеными Колумбийского университета, новый элемент этих цепей, расположены в стволе мозга, самой старой части мозга позвоночных. Их открытие может привести к новым методам лечения ожирения.

«Эти нейроны не похожи ни на какие другие нейроны, участвующие в регуляции насыщения», — говорит Александр Нектоу из Колледжа врачей и хирургов имени Вагелоса при Колумбийском университете, который руководил исследованием совместно со Шрикантой Чоудхури из лаборатории Нектоу. «Другие нейроны в мозге обычно ограничены восприятием пищи, которую мы кладем в рот, или того, как еда заполняет кишечник, или питательных веществ, получаемых из пищи. Нейроны, которые мы обнаружили, особенны тем, что они, по-видимому, интегрируют все эти различные фрагменты информации и многое другое».

Решение прекратить есть — это привычное явление. «Это происходит каждый раз, когда мы садимся за стол, чтобы поесть: в определенный момент во время еды мы начинаем чувствовать сытость, а затем наедаемся еще больше, а затем доходим до точки, когда думаем: «Хорошо, хватит», — говорит Нектоу.

Как мозг узнает, что организм насытился, и как он реагирует на эту информацию, чтобы прекратить есть?

Ранее другие исследователи прослеживали связь клеток, принимающих решения, со стволом мозга, но на этом их попытки закончились.

Нектоу и Чоудхури применили новые методы исследования отдельных клеток, которые позволяют заглянуть в область мозга и различить различные типы клеток, которые до сих пор было трудно отличить друг от друга.

«Эта методика — пространственно-разрешенное молекулярное профилирование — позволяет увидеть, где находятся клетки в стволе мозга и как выглядит их молекулярный состав», — говорит Нектоу.

Во время профилирования области ствола мозга, известной обработкой сложных сигналов, исследователи обнаружили ранее нераспознанные клетки, которые имели схожие характеристики с другими нейронами, участвующими в регуляции аппетита. «Мы сказали: «О, это интересно. Что делают эти нейроны?»»

Чтобы увидеть, как нейроны влияют на прием пищи, исследователи спроектировали нейроны таким образом, чтобы исследователь мог включать и выключать их с помощью света.

Когда нейроны активировались светом, мыши съедали гораздо меньше пищи. Интенсивность активации определяла, как быстро животные прекращали есть. «Интересно, что эти нейроны не просто сигнализируют о немедленной остановке; они помогают мышам постепенно замедлять процесс еды», — говорит Чоудхури.

Нектоу и Чоудхури также изучали, как другие схемы питания и гормоны влияют на нейроны. Исследователи обнаружили, что нейроны были подавлены гормоном, который повышает аппетит, и активированы агонистом GLP-1, классом препаратов, которые сейчас популярны для лечения ожирения и диабета. Эти эксперименты показали, что эти входные данные помогли нейронам отслеживать каждый укус, который съели мыши.

«По сути, эти нейроны могут чувствовать запах еды, видеть еду, чувствовать еду во рту и в кишечнике, а также интерпретировать все гормоны кишечника, которые выделяются в ответ на прием пищи», — говорит Нектоу. «И в конечном итоге они используют всю эту информацию, чтобы решить, когда уже достаточно».

Хотя специализированные нейроны были обнаружены у мышей, Нектоу говорит, что их расположение в стволе мозга, части мозга, которая по сути одинакова у всех позвоночных, позволяет предположить, что у людей с большой вероятностью есть такие же нейроны.

«Мы считаем, что это важная новая точка входа для понимания того, что значит быть сытым, как это происходит и как это используется для завершения приема пищи», — добавляет Нектоу. «И мы надеемся, что это может быть использовано для терапии ожирения в будущем».